认识生命·珍爱生命:青少年健康教育手册
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第一节 宇宙演进

抬头仰望苍穹,对于浩瀚宇宙的好奇,对于奇妙生命的惊异,从古至今,人类探索的步伐从未停息。人们关于宇宙有太多的未知。宇宙是如何产生,又是如何演化?它是永生的,还是会像人类一样死亡?它到底能活多久……接下来,就让我们一起抽丝剥茧,让真相越来越明晰。

盘古开天“大爆炸”

一说到爆炸,人们很容易想到炸药、炸弹,摧毁一切的力量,以及恐惧、死亡等等。人们很难把它与创造、诞生等词汇联系起来。但是,下面这个“大爆炸”却与创生有关。

从古至今,人类一直在不停地问自己3个问题:“我从哪里来?”“我是谁?”“我将去往何方?”而由此衍生的更宏大问题则是:“宇宙是怎么形成的?”“宇宙是什么?”“宇宙的归宿又如何?”因为人类只不过是宇宙中的一粒尘埃,想透彻知道人类的前世今生,通过了解宇宙的前世今生,无疑会因此得到很大的启示。

关于宇宙的起源,科学家们众说纷纭,“大爆炸宇宙论”便是现代宇宙学中最有影响的一种学说。

设想一下,如果我们生活在一个巨大无比的圆盘上,对于圆盘,我们就像是大海中的一个小水滴,有一天,你突然抬起头,环顾一望无垠的四周,苍凉感油然而生,心中不禁发出疑问:“我这是在哪儿?这个盘子是怎么回事?到底发生了什么?”在好奇心的驱使下,你不由得登高远眺,最后你甚至发明了望远镜来观察这个世界,而这个盘子正是你的宇宙。

人类与宇宙

结果你发现这个宇宙,即你所在的圆盘,竟然正在诡异地向四周慢慢变大。随着时间的推移,它变得越来越大了!于是你开始思考,这个正在不断变大、不断膨胀的盘子说明了什么问题呢?你会想,如果它是一直在变大,那是否说明之前它很小,之前的之前就是小之又小了呢?按照这样的逻辑推理下去,应该在久远的某个时间点,也就是说它刚开始变大的时候,它应该是小到不能再小的状态,这就是科学家所说的“奇点”。奇点是处于宇宙诞生之前与诞生之后的临界状态,科学家认为它无限小以至于没有了体积,也就没有了空间,因为没有空间,自然也就没有了时间。所以奇点是没有时空的,它应该就是传说中的“浓缩就是精华”吧?可想而知它的密度一定大到超出人脑能够想象的程度。设想一下,如果把这个小到无形的奇点像空气一样放在你的手心里,那将会是多么难以承受的重量啊!

好了,现在我们可以顺向思维了。在宇宙诞生之前是没有宇宙的,宇宙诞生之前的状态我们是无法想象的,我们还是老老实实地说说宇宙诞生的事吧。也不确定是什么原因,有个奇点发生了“大爆炸”。“大爆炸”引起宇宙膨胀,在这个过程中,能量一直随着宇宙膨胀而活动,激烈而且无序。宇宙的空间正随着时间变得越来越大,所以随着时间的推移,能量会变得越来越分散,宇宙的温度也变得越来越低。宇宙中所有的一切——宇宙中的粒子组成了你我也组成了其他的一切。这些粒子开始时相互亲密无间,而随着时间的推移,它们开始四处分散、天各一方,说起来也是很伤感的。

聪明的天文学家们观测到了一种叫作宇宙微波背景辐射的东西。这是一种存在于整个太空的一种极低水平能量。通过测量这个东西就可以推算出宇宙的年龄,就像数一数一棵树的年轮就知道这棵树活了多久一样,通过推算,科学家发现宇宙到目前已活了138亿岁,大约是地球年龄的3倍,相对于人类简直老太多太多了!

奇点

近年来,天文学家们不断发现了越来越多宇宙正在膨胀的证据,宇宙未来会是怎样呢?也许你就是那个解开谜题的人!

与宇宙相比,人类确实太过渺小,但其实人类是“渺小的伟大”,虽然渺小,但却有勇气去探究浩瀚的宇宙。其实我们每个人都是如此,虽看似渺小,却可以变得伟大,关键在于是否有那颗向上、向善的心。

动动脑

1.下列说法正确的是(  )

A.奇点是处于宇宙诞生之前与诞生之后的临界状态

B.奇点是没有时空的

C.奇点是有时空的

2.科学家发现宇宙到目前活了(  )

A.50亿岁 B.80亿岁 C.138亿岁 D.220亿岁

宇宙老了吗

晴朗夏日,芸芸众生仰望星空,见繁星密布,然后低头继续手头的活,日复一日,年复一年,习以为常。然而总有那么一些极少数的“不安分的异类”,一旦仰望星空,便陷入浮想联翩,不停地发出一些“无聊的”追问:宇宙是什么时候诞生的?是永生还是像人类一样有寿命呢?有寿命的话到底能活多久……

宇宙到底始于何时?将止于何时?这是宇宙留给人类最为神秘、也最难解释的谜题。

仰望星空

在南京地质博物馆珍藏着一块小石头。这块小石头看起来很不起眼,黑乎乎的,暗淡无光,丢在路边估计也没人会注意它,但它却是目前发现的最古老的岩石。经同位素年代测定,如果根据这块岩石推测,地球年龄的下限大概在40亿岁。和地球一样,宇宙中也有和宇宙差不多同龄的古老“恒星”。找到这种恒星就类似于找到地球上最古老的岩石,也就大致可以推算出宇宙年龄的下限。

没错,科学家就是利用望远镜观察最古老星球上的铀光谱,从而推算宇宙的年龄。这就像在考古学上使用碳14同位素测量物质的年龄一样,科学家用宇宙元素铀238来测定宇宙的年龄(铀238同位素的半衰期是44亿5千万年,半衰期是放射性元素自动蜕变成为其他元素,至它本身剩下一半时所需要的时间)。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约是138.2亿年!

宇宙大爆炸示意图

科学家根据现有观测数据推算,我们的宇宙曾经在超空间中的一个小点,也就是奇点上爆炸,然后先膨胀再收缩,最后崩溃死亡,这个过程大约要经过800亿年。宇宙现在的年龄大约是138.2亿年!也就是说在以后的600多亿年中,宇宙会再膨胀一段时间,然后便会向中心点集拢,渐渐走向末日。当时空都到了尽头,我们的宇宙便“消失”了。

如果按照人类的寿命是120岁来推算,宇宙现在应该是类似于一个21岁的人类,也就是说,宇宙现在还很年轻,可谓朝气蓬勃。

尽管如今“大爆炸宇宙论”已经占据主导地位,大部分人也默认宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸中,宇宙万物、星系、地球、生命都是在大爆炸之后逐渐形成的。然而,毕竟也还有该学说无法解释的诸多宇宙现象,所以,在该学说问世后,也有不少人提出了另外一个问题:在宇宙大爆炸之前发生了什么?来自英、美的一些科学家团队通过推算认为宇宙大爆炸应该发生了不止一次,宇宙可能一直经历着“生死轮回”的过程,而那个大约140亿年前的大爆炸并非宇宙诞生的绝对起点,那也许只是宇宙的一次新生而已。

宇宙到底是如何产生,又是如何演化?其实这个问题至今也没有一个统一的定论,因此围绕着宇宙年龄问题依然争论不休。总之,运用不同方法测算出来的宇宙年龄都不一样,甚至相差很远。

我们需要勤勤恳恳地埋头苦干,也需要抬头仰望星空、探究宇宙、浮想联翩。正如我们需要“牛奶和面包”,同时也需要“诗和远方”一样。希望大家敢于做个“异类”,多多仰望星空,发现不一样的“美”。

动动脑

1.推算宇宙的年龄正确的是(  )

A.碳14同位素 B.元素铀238

2.大约140亿年前的大爆炸是宇宙诞生的绝对起点(  )

A.对 B.错